JP4430626B2 - Control device for internal combustion engine - Google Patents

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  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
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Description

本発明は内燃機関の制御装置に関し、特に使用中の燃料の燃料性状(セタン価)を推定する機能を有するものに関する。   The present invention relates to a control device for an internal combustion engine, and more particularly to an apparatus having a function of estimating a fuel property (cetane number) of a fuel in use.

特許文献1には、予混合燃焼を行う圧縮着火内燃機関の制御装置が示されている。この装置によれば、予混合燃焼中に燃料の実着火時期を検出し、予め設定された標準燃料着火時期との差である着火時期誤差及び該着火時期誤差のばらつきに応じて、使用中の燃料の性状が判定される。   Patent Document 1 discloses a control apparatus for a compression ignition internal combustion engine that performs premixed combustion. According to this apparatus, the actual ignition timing of the fuel is detected during the premixed combustion, and the ignition timing error that is a difference from the preset standard fuel ignition timing and the variation in the ignition timing error are detected. The property of the fuel is determined.

特開2005−171818号公報JP-A-2005-171818

予混合燃焼を行う機関運転領域は、機関運転領域の全体からみると比較的狭い。そのため上記従来の装置では、燃料性状の判定の実行時期が遅れて、燃料噴射時期が燃料性状に適していない設定となり、失火が発生する可能性がある。また、燃料性状の判定は、実着火時期の検出を多数回実行し、その検出結果の平均値(学習値)を用いて行うことが望ましいが、機関運転状態が変化すると、正確な着火時期検出を規定回数連続して実行することは容易ではない。   The engine operating region in which the premixed combustion is performed is relatively narrow when viewed from the whole engine operating region. Therefore, in the above-described conventional apparatus, the execution timing of the fuel property is delayed, the fuel injection timing is not suitable for the fuel property, and misfire may occur. In addition, it is desirable to determine the fuel property by detecting the actual ignition timing many times and using the average value (learned value) of the detection results. However, if the engine operating state changes, accurate ignition timing detection is possible. It is not easy to execute the above for a predetermined number of times.

本発明は、この点に着目してなされたものであり、燃料性状、具体的には使用中の燃料のセタン価の学習を適切に実行し、使用中の燃料に適した制御を早期に開始することができる内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made paying attention to this point, and appropriately learns the fuel properties, specifically, the cetane number of the fuel in use, and starts control suitable for the fuel in use at an early stage. It is an object of the present invention to provide a control device for an internal combustion engine that can be used.

上記目的を達成するため請求項1に記載の発明は、内燃機関(1)の燃焼室内に燃料を噴射する燃料噴射手段(6)を備えた内燃機関の制御装置において、前記燃料噴射手段により噴射された燃料の着火時期(CAFM)を検出する着火時期検出手段と、検出される着火時期(CAFM)に応じて使用中の燃料のセタン価(CET)推定し、該推定したセタン価(CET)のなまし演算を行うことにより学習値(CETLRN)を算出するセタン価学習手段と、前記セタン価学習手段により算出される学習値(CETLRN)を用いて、少なくとも前記燃料噴射手段による燃料噴射時期の制御を含む前記機関の制御を行う制御手段とを備え、前記セタン価学習手段は、前記セタン価の学習が完了するまでは、算出された学習値を仮学習値(CETLRNT)として記憶し、検出着火時期(DAFM)に応じた前記セタン価の連続推定回数(CLRN)が第1所定値(CL1)に達した時点から前記仮学習値(CETLRNT)の記憶を開始し、前記セタン価の連続推定回数(CLRN)が前記第1所定値(CL1)より大きい第2所定値(CL2)に達したとき、前記学習が完了したと判定してその時点の学習値(CETLRN)を完全学習値(CETLRNC)として記憶し、前記学習が完了するまでは前記仮学習値(CETLRNT)の更新を継続し、前記制御手段は前記学習が完了するまでの間、前記仮学習値(CETLRNT)を用いて前記制御を行い、前記学習が完了した時点から前記完全学習値(CETLRNC)を用いて前記制御を行うことを特徴とする。 In order to achieve the above object, a first aspect of the present invention provides a control device for an internal combustion engine comprising a fuel injection means (6) for injecting fuel into a combustion chamber of the internal combustion engine (1), wherein the fuel injection means injects fuel. and ignition timing detection means for detecting the ignition timing of fuel (CAFM) that is, cetane number of the fuel in use (CE T) estimated in accordance with the ignition timing to be detected (CAFM), the estimated cetane number ( The fuel injection by at least the fuel injection means using the cetane number learning means for calculating the learning value (CETLRN) by performing a smoothing operation of CET) and the learning value (CETLRN) calculated by the cetane number learning means Control means for controlling the engine including timing control, and the cetane number learning means uses the calculated learning value as a temporary learning value (until learning of the cetane number is completed). CETLRNT), and the temporary learning value (CETLRNT) is stored from the time when the cetane number continuous estimation count (CLRN) corresponding to the detected ignition timing (DAFM) reaches the first predetermined value (CL1). When the number of consecutive estimations of the cetane number (CLRN) reaches a second predetermined value (CL2) greater than the first predetermined value (CL1), it is determined that the learning is completed and the learning value (CETLRN) at that time is determined. ) Is stored as a complete learning value (CETLRNC), and the update of the temporary learning value (CETLRNT) is continued until the learning is completed, and the control means continues to update the temporary learning value (CETLRNC) until the learning is completed. The control is performed using CETLRNT, and the control is performed using the complete learning value (CETLRNC) from the time when the learning is completed.

請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の内燃機関の制御装置において、前記セタン価の学習は、給油直後において前記機関がアイドル運転状態にあるときに前記燃料噴射手段による燃料噴射の態様を変更して実行され、前記学習完了後は、次に給油が行われるまで前記セタン価の学習を行わないことを特徴とする According to a second aspect of the present invention, in the control device for an internal combustion engine according to the first aspect, the learning of the cetane number is performed by the fuel injection means by the fuel injection means when the engine is in an idle operation state immediately after refueling. The cetane number is not learned until the next refueling is performed after completion of the learning .

請求項1に記載の発明によれば、検出される着火時期に応じて使用中の燃料のセタン価が推定され、推定されたセタン価のなまし演算を行うことにより学習値が算出され、該算出される学習値を用いて、少なくとも燃料噴射手段による燃料噴射時期の制御を含む機関の制御が行われる。セタン価の学習が完了するまでは、算出された学習値が仮学習値として保持され、学習が完了するまでの間、仮学習値を用いて制御が行われる。したがって、例えば給油直後においては、学習が完了するまで前回の学習値あるいは予め設定された学習値を用いて制御を行うような場合に比べて、学習値と実際のセタン価との極端なずれが発生し難く、比較的安定した制御を行うことができる。また、検出着火時期に応じたセタン価の連続推定回数が第1所定値に達した時点から仮学習値の記憶が開始され、セタン価の連続推定回数が第1所定値より大きい第2所定値に達したときに得られた学習値が完全学習値として記憶され、制御に使用される。すなわち、機関運転状態の安定した状態が比較的長い時間継続してセタン価の連続推定回数が第2所定値に達したときに、学習が完了したと判定されるので、最終的に信頼性の高い完全学習値が得られる一方、それまでの間は完全学習値ほどではないが比較的信頼性の高い仮学習値により、比較的安定した制御を行うことができる。さらに、学習が完了するまでは仮学習値の更新を継続することにより、セタン価学習の実行条件の成立/不成立が繰り返されるような場合でも徐々に仮学習値の精度を高めることができる。 According to the first aspect of the present invention, the cetane number of the fuel in use is estimated according to the detected ignition timing, and the learned value is calculated by performing the smoothing operation of the estimated cetane number , Engine control including at least control of fuel injection timing by the fuel injection means is performed using the calculated learning value. Until the learning of the cetane number is completed, the calculated learning value is held as a temporary learning value, and control is performed using the temporary learning value until the learning is completed. Therefore, for example, immediately after refueling, there is an extreme difference between the learning value and the actual cetane number compared to the case where control is performed using the previous learning value or a preset learning value until learning is completed. It is difficult to generate and relatively stable control can be performed. In addition, storage of the temporary learning value is started when the cetane number continuous estimation count corresponding to the detected ignition timing reaches the first predetermined value, and the cetane number continuous estimation count is a second predetermined value greater than the first predetermined value. The learning value obtained when the value reaches is stored as a complete learning value and used for control. That is, since it is determined that the learning has been completed when the stable state of the engine operating state continues for a relatively long time and the number of continuous estimations of the cetane number reaches the second predetermined value, the reliability is finally improved. While a high complete learning value can be obtained, relatively stable control can be performed with a provisional learning value that is not as high as the complete learning value but relatively reliable. Further, by continuing to update the provisional learning value until learning is completed, the accuracy of the provisional learning value can be gradually increased even when establishment / non-establishment of the execution condition of cetane number learning is repeated.

請求項2に記載の発明によれば、セタン価の学習は、給油直後において機関がアイドル運転状態にあるときに燃料噴射手段による燃料噴射の態様を変更して実行され、学習完了後は、次に給油が行われるまでセタン価の学習が行われないAccording to the second aspect of the present invention, the learning of the cetane number is executed by changing the mode of fuel injection by the fuel injection means when the engine is in the idle operation state immediately after refueling. The cetane number is not learned until refueling .

以下本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図1及び図2は本発明の一実施形態にかかる内燃機関と、その制御装置の構成を示す図である。以下両図を合わせて参照して説明する。内燃機関(以下「エンジン」という)1は、シリンダ内に燃料を直接噴射するディーゼルエンジンであり、各気筒に燃料噴射弁6が設けられている。燃料噴射弁6は、電子制御ユニット(以下「ECU」という)4に電気的に接続されており、燃料噴射弁6の開弁時期及び開弁時間は、ECU4により制御される。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
1 and 2 are diagrams showing the configuration of an internal combustion engine and a control device therefor according to an embodiment of the present invention. The following description will be given with reference to both figures together. An internal combustion engine (hereinafter referred to as “engine”) 1 is a diesel engine that directly injects fuel into a cylinder, and a fuel injection valve 6 is provided in each cylinder. The fuel injection valve 6 is electrically connected to an electronic control unit (hereinafter referred to as “ECU”) 4, and the valve opening timing and valve opening time of the fuel injection valve 6 are controlled by the ECU 4.

エンジン1は、吸気管7,排気管8、及びターボチャージャ9を備えている。ターボチャージャ9は、排気の運動エネルギにより回転駆動されるタービンと、タービンとシャフトを介して連結されたコンプレッサとを備えている。ターボチャージャ9は、エンジン1に吸入される空気の加圧(圧縮)を行う。   The engine 1 includes an intake pipe 7, an exhaust pipe 8, and a turbocharger 9. The turbocharger 9 includes a turbine that is rotationally driven by the kinetic energy of the exhaust, and a compressor that is connected to the turbine via a shaft. The turbocharger 9 pressurizes (compresses) air sucked into the engine 1.

吸気管7のコンプレッサ下流側にはインタークーラ21が設けられ、さらにインタークーラ21の下流側には、スロットル弁22が設けられている。スロットル弁22は、アクチュエータ23により開閉駆動可能に構成されており、アクチュエータ23はECU4に接続されている。ECU4は、アクチュエータ23を介して、スロットル弁22の開度制御を行う。   An intercooler 21 is provided on the downstream side of the compressor of the intake pipe 7, and a throttle valve 22 is provided on the downstream side of the intercooler 21. The throttle valve 22 is configured to be opened and closed by an actuator 23, and the actuator 23 is connected to the ECU 4. The ECU 4 controls the opening degree of the throttle valve 22 via the actuator 23.

排気管8と吸気管7との間には、排気ガスを吸気管7に還流する排気還流通路25が設けられている。排気還流通路25には、排気還流量を制御するための排気還流弁(以下[EGR弁」という)26が設けられている。EGR弁26は、ソレノイドを有する電磁弁であり、その弁開度はECU4により制御される。EGR弁26には、その弁開度(弁リフト量)LACTを検出するリフトセンサ27が設けられており、その検出信号はECU4に供給される。排気還流通路25及びEGR弁26より、排気還流機構が構成される。   Between the exhaust pipe 8 and the intake pipe 7, an exhaust gas recirculation passage 25 that recirculates exhaust gas to the intake pipe 7 is provided. The exhaust gas recirculation passage 25 is provided with an exhaust gas recirculation valve (hereinafter referred to as “EGR valve”) 26 for controlling the exhaust gas recirculation amount. The EGR valve 26 is an electromagnetic valve having a solenoid, and the valve opening degree is controlled by the ECU 4. The EGR valve 26 is provided with a lift sensor 27 for detecting the valve opening degree (valve lift amount) LACT, and the detection signal is supplied to the ECU 4. The exhaust gas recirculation passage 25 and the EGR valve 26 constitute an exhaust gas recirculation mechanism.

吸気管7には、吸入空気量GAを検出する吸入空気量センサ31、コンプレッサの下流側の吸気圧(過給圧)PBを検出する過給圧センサ32、及び吸気圧PIを検出する吸気圧センサ33が設けられ、排気管8には排気温TEを検出する排気温センサ34が設けられている。これらのセンサ31〜34は、ECU4と接続されており、センサ31〜34の検出信号は、ECU4に供給される。   The intake pipe 7 includes an intake air amount sensor 31 that detects an intake air amount GA, a boost pressure sensor 32 that detects an intake pressure (supercharge pressure) PB on the downstream side of the compressor, and an intake pressure that detects an intake pressure PI. A sensor 33 is provided, and the exhaust pipe 8 is provided with an exhaust temperature sensor 34 for detecting the exhaust temperature TE. These sensors 31 to 34 are connected to the ECU 4, and detection signals of the sensors 31 to 34 are supplied to the ECU 4.

排気管8の、タービンの下流側には、排気ガス中に含まれる炭化水素などの酸化を促進する触媒コンバータ28と、粒子状物質(主としてすすからなる)を捕集する粒子状物質フィルタ29とが設けられている。
エンジン1の各気筒には、筒内圧(燃焼圧力)を検出する筒内圧センサ2が設けられている。本実施形態では、筒内圧センサ2は、各気筒に設けられるグロープラグと一体に構成されている。筒内圧センサ2の検出信号は、ECU4に供給される。なお、筒内圧センサ2の検出信号は、実際には、筒内圧PCYLのクランク角度(時間)に対する微分信号に相当するものであり、筒内圧PCYLは、筒内圧センサ出力を積分することにより得られる。
On the downstream side of the turbine of the exhaust pipe 8, a catalytic converter 28 that promotes oxidation of hydrocarbons and the like contained in the exhaust gas, and a particulate matter filter 29 that collects particulate matter (mainly composed of soot). Is provided.
Each cylinder of the engine 1 is provided with an in-cylinder pressure sensor 2 that detects an in-cylinder pressure (combustion pressure). In the present embodiment, the in-cylinder pressure sensor 2 is configured integrally with a glow plug provided in each cylinder. A detection signal from the in-cylinder pressure sensor 2 is supplied to the ECU 4. The detection signal of the in-cylinder pressure sensor 2 actually corresponds to a differential signal with respect to the crank angle (time) of the in-cylinder pressure PCYL, and the in-cylinder pressure PCYL is obtained by integrating the in-cylinder pressure sensor output. .

またエンジン1には、クランク軸(図示せず)の回転角度を検出するクランク角度位置センサ3が設けられている。クランク角度位置センサ3は、クランク角1度毎にパルスを発生し、そのパルス信号はECU4に供給される。クランク角度位置センサ3は、さらに特定気筒の所定クランク角度位置で気筒識別パルスを生成して、ECU4に供給する。   The engine 1 is provided with a crank angle position sensor 3 that detects a rotation angle of a crankshaft (not shown). The crank angle position sensor 3 generates a pulse every crank angle, and the pulse signal is supplied to the ECU 4. The crank angle position sensor 3 further generates a cylinder identification pulse at a predetermined crank angle position of the specific cylinder and supplies it to the ECU 4.

ECU4には、エンジン1により駆動される車両のアクセルペダルの操作量APを検出するアクセルセンサ35、エンジン1の冷却水温TWを検出する冷却水温センサ36、エンジン1の潤滑油の温度TOILを検出する油温センサ37、排気中の酸素濃度を検出する酸素濃度センサ(図示せず)、及びエンジン1の吸気温TAを検出する吸気温センサ(図示せず)がなど接続されており、これらのセンサの検出信号がECU4に供給される。   The ECU 4 detects an accelerator sensor 35 that detects an operation amount AP of an accelerator pedal of a vehicle driven by the engine 1, a cooling water temperature sensor 36 that detects a cooling water temperature TW of the engine 1, and a temperature TOIL of the lubricating oil of the engine 1. An oil temperature sensor 37, an oxygen concentration sensor (not shown) for detecting the oxygen concentration in the exhaust, an intake air temperature sensor (not shown) for detecting the intake air temperature TA of the engine 1, and the like are connected. The detection signal is supplied to the ECU 4.

ECU4は、エンジン1の各気筒の燃焼室に設けられた燃料噴射弁6の制御信号を駆動回路5に供給する。駆動回路5は、燃料噴射弁6に接続されており、ECU4から供給される制御信号に応じた駆動信号を、燃料噴射弁6に供給する。これにより、ECU4から出力される制御信号に応じた燃料噴射時期において、前記制御信号に応じた燃料噴射量だけ燃料が、各気筒の燃焼室内に噴射される。ECU4は、通常は1つの気筒についてパイロット噴射及び主噴射を実行する。   The ECU 4 supplies a control signal for the fuel injection valve 6 provided in the combustion chamber of each cylinder of the engine 1 to the drive circuit 5. The drive circuit 5 is connected to the fuel injection valve 6, and supplies a drive signal corresponding to the control signal supplied from the ECU 4 to the fuel injection valve 6. Thus, at the fuel injection timing corresponding to the control signal output from the ECU 4, fuel is injected into the combustion chamber of each cylinder by the fuel injection amount corresponding to the control signal. The ECU 4 normally executes pilot injection and main injection for one cylinder.

ECU4は、増幅器10と、A/D変換部11と、パルス生成部13と、CPU(Central Processing Unit)14と、CPU14で実行されるプログラムを格納するROM(Read Only Memory)15と、CPU14が演算結果などを格納するRAM(Random Access Memory)16と、入力回路17と、出力回路18とを備えている。筒内圧センサ2の検出信号は、増幅器10に入力される。増幅器10は、入力される信号を増幅する。増幅器10により増幅された信号は、A/D変換部11に入力される。また、クランク角度位置センサ3から出力されるパルス信号は、パルス生成部13に入力される。   The ECU 4 includes an amplifier 10, an A / D converter 11, a pulse generator 13, a CPU (Central Processing Unit) 14, a ROM (Read Only Memory) 15 that stores a program executed by the CPU 14, and a CPU 14. A RAM (Random Access Memory) 16 for storing calculation results and the like, an input circuit 17, and an output circuit 18 are provided. A detection signal of the in-cylinder pressure sensor 2 is input to the amplifier 10. The amplifier 10 amplifies an input signal. The signal amplified by the amplifier 10 is input to the A / D converter 11. The pulse signal output from the crank angle position sensor 3 is input to the pulse generator 13.

A/D変換部11は、バッファ12を備えており、増幅器10から入力される筒内圧センサ出力をディジタル値(以下「圧力変化率」という)dp/dθに変換し、バッファ12に格納する。より具体的には、A/D変換部11には、パルス生成部13から、クランク角1度周期のパルス信号(以下「1度パルス」という)PLS1が供給されており、この1度パルスPLS1の周期で筒内圧センサ出力をサンプリングし、ディジタル値に変換してバッファ12に格納する。   The A / D converter 11 includes a buffer 12, converts the in-cylinder pressure sensor output input from the amplifier 10 into a digital value (hereinafter referred to as “pressure change rate”) dp / dθ, and stores it in the buffer 12. More specifically, the A / D converter 11 is supplied with a pulse signal PLS1 (hereinafter referred to as “1 degree pulse”) PLS1 having a crank angle of 1 degree from the pulse generator 13, and this 1 degree pulse PLS1. The in-cylinder pressure sensor output is sampled at a period of

一方、CPU14には、パルス生成部13から、クランク角6度周期のパルス信号PLS6が供給されており、CPU14はこの6度パルスPLS6の周期でバッファ12に格納されたディジタル値を読み出す処理を行う。すなわち、本実施形態では、A/D変換部11からCPU14に対して割り込み要求を行うのではなく、CPU14が6度パルスPLS6の周期で読出処理を行う。   On the other hand, the pulse signal PLS6 with a crank angle of 6 degrees is supplied from the pulse generator 13 to the CPU 14, and the CPU 14 performs a process of reading the digital value stored in the buffer 12 with the period of the 6 degrees pulse PLS6. . That is, in this embodiment, the A / D conversion unit 11 does not issue an interrupt request to the CPU 14, but the CPU 14 performs a reading process at a cycle of the 6-degree pulse PLS6.

入力回路17は、各種センサの検出信号をディジタル値に変換し、CPU14に供給する。なお、エンジン回転数NEは、6度パルスPLSの周期から算出される。またエンジン1の要求トルクTRQは、アクセルペダル操作量APに応じて算出される。   The input circuit 17 converts detection signals from various sensors into digital values and supplies them to the CPU 14. The engine speed NE is calculated from the cycle of the 6-degree pulse PLS. Further, the required torque TRQ of the engine 1 is calculated according to the accelerator pedal operation amount AP.

CPU14は、エンジン運転状態に応じてスロットル弁22、EGR弁26などを制御する制御信号を、出力回路18を介して出力する。さらにCPU14は、以下に説明するように使用中の燃料のセタン価を学習する処理を実行し、学習したセタン価に応じた燃料噴射制御及び排気還流量制御を行う。   The CPU 14 outputs a control signal for controlling the throttle valve 22, the EGR valve 26 and the like through the output circuit 18 in accordance with the engine operating state. Further, the CPU 14 executes processing for learning the cetane number of the fuel in use as described below, and performs fuel injection control and exhaust gas recirculation amount control according to the learned cetane number.

図3及び図4は、セタン価推定処理の手順を示すフローチャートである。ステップS11では、給油直後であるか否かを判別する。給油直後であることは、燃料メータの増加、またはフィラーキャップの開閉、及びエンジンスイッチのオフからオンへの変化に基づいて判定される。ステップS11の答が肯定(YES)であるときは、学習フラグFLRNを「0」に設定する(ステップS12)。学習フラグFLRNは、セタン価の学習が完了したとき、「1」に設定される(ステップS34参照)。給油直後でないときは、ステップS11から直ちにステップS13に進む。   3 and 4 are flowcharts showing the procedure of the cetane number estimation process. In step S11, it is determined whether or not it is immediately after refueling. Immediately after refueling is determined based on the increase in the fuel meter, the opening / closing of the filler cap, and the change of the engine switch from OFF to ON. If the answer to step S11 is affirmative (YES), the learning flag FLRN is set to “0” (step S12). The learning flag FLRN is set to “1” when learning of the cetane number is completed (see step S34). If it is not immediately after refueling, the process immediately proceeds from step S11 to step S13.

ステップS13では、学習フラグFLRNが「1」であるか否かを判別し、その答が肯定(YES)であるときは、燃焼室の壁面温度推定値(以下単に「壁面温度」という)TWALLを算出する(ステップS16)。具体的には、燃料噴射量TOUT及びエンジン回転数NEに応じて基本値を算出し、エンジン冷却水温TW、エンジンオイル温度TOIL、排気温TE、及び吸気温TAに応じて基本値を補正することにより、壁面温度TWALLを算出する。壁面温度TWALLは、ステップS17で参照される。   In step S13, it is determined whether or not the learning flag FLRN is “1”. If the answer is affirmative (YES), an estimated wall temperature of the combustion chamber (hereinafter simply referred to as “wall temperature”) TWALL is set. Calculate (step S16). Specifically, the basic value is calculated according to the fuel injection amount TOUT and the engine speed NE, and the basic value is corrected according to the engine coolant temperature TW, the engine oil temperature TOIL, the exhaust gas temperature TE, and the intake air temperature TA. To calculate the wall surface temperature TWALL. The wall surface temperature TWALL is referred to in step S17.

続くステップS22では、カウンタCLRNの値を「0」に設定する。その後本処理を終了する。カウンタCLRNは、推定セタン価CETの連続算出回数を計数するカウンタであり、後述するステップS29でインクリメントされ、ステップS30及びS31で参照される。   In the subsequent step S22, the value of the counter CLRN is set to “0”. Thereafter, this process is terminated. The counter CLRN is a counter that counts the number of times of continuous calculation of the estimated cetane number CET, is incremented in step S29 described later, and is referred to in steps S30 and S31.

ステップS13でFLRN=0であって、セタン価の学習が完了していないときは、エンジン1の始動時点から所定時間TSF(例えば2分)が経過したか否かを判別する。所定時間TSFは、給油後に燃料供給系の残留燃料が完全に入れ替わるのに要する時間に応じて設定される。ステップS14の答が否定(NO)であるときは前記ステップS16に進む。   If FLRN = 0 in step S13 and cetane number learning has not been completed, it is determined whether or not a predetermined time TSF (for example, 2 minutes) has elapsed since the engine 1 was started. The predetermined time TSF is set according to the time required for the remaining fuel in the fuel supply system to be completely replaced after refueling. If the answer to step S14 is negative (NO), the process proceeds to step S16.

エンジン1の始動後所定時間TSFが経過しているときは、ステップS15に進み、エンジン1がアイドル状態にあるか否かを判別する。この答が否定(NO)であるときは、前記ステップS16に進む。
エンジン1の運転状態がアイドル状態であるときは、ステップS15からステップS17に進み、壁面温度TWALLが所定温度TWLTH(例えば100℃)より低いか否かを判別する。この答が肯定(YES)であるときは、ステップS20に進む。
When the predetermined time TSF has elapsed after the engine 1 is started, the process proceeds to step S15 to determine whether or not the engine 1 is in an idle state. If this answer is negative (NO), the process proceeds to step S16.
When the operating state of the engine 1 is the idle state, the process proceeds from step S15 to step S17, and it is determined whether or not the wall surface temperature TWALL is lower than a predetermined temperature TWLTH (for example, 100 ° C.). If this answer is affirmative (YES), the process proceeds to step S20.

ステップS17で、TWALL≧TWLTHであるときは、所定時間ΔTWAIT(例えば30秒)待機し(ステップS18)、壁面温度TWALLを設定低下量ΔTだけ低下させる(ステップS19)。その後ステップS15に戻る。設定低下量ΔTは、壁面温度TWALLが高いほど大きな設定される。
ステップS17〜19を繰り返し実行し、ステップS17の答が肯定(YES)となると、ステップS20に進む。
If TWALL ≧ TWLTH in step S17, the system waits for a predetermined time ΔTWAIT (for example, 30 seconds) (step S18), and lowers the wall surface temperature TWALL by the set decrease amount ΔT (step S19). Thereafter, the process returns to step S15. The setting decrease amount ΔT is set larger as the wall surface temperature TWALL is higher.
If Steps S17 to 19 are repeatedly executed and the answer to Step S17 is affirmative (YES), the process proceeds to Step S20.

ステップS20では、グロープラグの通電中であるか否かを判別し、その答が肯定(YES)であるときは、前記ステップS22に進む。グロープラグの通電中でないときは、ステップS21に進み、セタン価推定を安定して実行するための所定実行条件が成立するか否かを判別する。この所定実行条件は、例えば排気温TEが所定温度TE0(例えば約90℃)以上であり、かつエンジン1の暖機状態を示す冷却水温TWまたは油温TOILが所定温度TWUP(例えば80℃)以上であるとき成立する。ステップS21の答が否定(NO)であるときは、前記ステップS22に進む。   In step S20, it is determined whether or not the glow plug is being energized. If the answer is affirmative (YES), the process proceeds to step S22. When the glow plug is not energized, the process proceeds to step S21 to determine whether or not a predetermined execution condition for stably executing the cetane number estimation is satisfied. The predetermined execution condition is, for example, that the exhaust temperature TE is equal to or higher than a predetermined temperature TE0 (for example, about 90 ° C.), and the cooling water temperature TW or the oil temperature TOIL indicating the warm-up state of the engine 1 is equal to or higher than the predetermined temperature TWUP (for example, 80 ° C.). It is established when If the answer to step S21 is negative (NO), the process proceeds to step S22.

所定実行条件が成立しているときは、ステップS21からステップS23に進み、パイロット噴射を停止し、シングル噴射とする。すなわち、1気筒1サイクル当たりの燃料噴射回数NINJを1回とし、さらに主噴射時期を通常より進角方向に変更する(ステップS24)。このように燃料噴射をシングル噴射として、燃料噴射時期を通常より進角させることにより、セタン価の違いによる着火時期の差を検出し易くすることができる。   When the predetermined execution condition is satisfied, the process proceeds from step S21 to step S23, where pilot injection is stopped and single injection is performed. That is, the number of fuel injections NINJ per cylinder is set to 1, and the main injection timing is changed from the normal direction to the advance direction (step S24). Thus, by making the fuel injection as single injection and advancing the fuel injection timing from the usual, it is possible to easily detect the difference in ignition timing due to the difference in cetane number.

ステップS25では、エンジン回転数NE及び要求トルクTRQに応じてCAFMMマップ(図示せず)を検索し、基準着火時期CAFMMを算出する。CAFMMマップは、例えば平均的なセタン価(例えば47)の燃料を基準として設定されている。ステップS26では、基準着火時期CAFMMから実着火時期CAFMを減算することにより、着火遅れ角DCAを算出する。   In step S25, a CAFMM map (not shown) is searched according to the engine speed NE and the required torque TRQ to calculate a reference ignition timing CAFMM. The CAFMM map is set based on, for example, an average cetane number (for example, 47) fuel. In step S26, the ignition delay angle DCA is calculated by subtracting the actual ignition timing CAFM from the reference ignition timing CAFMM.

図5は、実着火時期CAFMを算出(検出)する着火時期算出モジュールの構成を示すブロック図である。着火時期算出モジュールの機能は、CPU14による演算処理により実現される。着火時期算出モジュールは、バンドパスフィルタ部71と、位相遅れ補正部72と、着火時期判定部73とからなる。バンドパスフィルタ部71には、筒内圧センサ2から出力される圧力変化率dp/dθが入力される。図6に示す波形W1が入力波形を示し、波形W2が出力波形を示す。バンドパスフィルタ部71では、位相遅れが発生するため、位相遅れ補正部72では、この遅れを補正する。   FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of an ignition timing calculation module that calculates (detects) the actual ignition timing CAFM. The function of the ignition timing calculation module is realized by arithmetic processing by the CPU 14. The ignition timing calculation module includes a band pass filter unit 71, a phase delay correction unit 72, and an ignition timing determination unit 73. The band change filter unit 71 receives the pressure change rate dp / dθ output from the in-cylinder pressure sensor 2. A waveform W1 shown in FIG. 6 represents an input waveform, and a waveform W2 represents an output waveform. Since the phase delay occurs in the band pass filter unit 71, the phase delay correction unit 72 corrects this delay.

着火時期判定部73は、燃料噴射に対応して、圧力変化率dp/dθがピーク値を示すクランク角度位置を実着火時期CAFMとを判定する。具体的には、図7(b)に示すように、位相遅れ補正部72から出力される圧力変化率dp/dθが検出閾値DPPを超えたクランク角を、実着火時期CAFMと判定する。   The ignition timing determination unit 73 determines the crank angle position at which the pressure change rate dp / dθ has a peak value as the actual ignition timing CAFM, corresponding to the fuel injection. Specifically, as shown in FIG. 7B, the crank angle at which the pressure change rate dp / dθ output from the phase delay correction unit 72 exceeds the detection threshold DPP is determined as the actual ignition timing CAFM.

図7(a)には、クランク角CAIMから開始される噴射パルスINJMが示されており、同図(b)には実着火時期CAFMを検出する角度範囲RDET(例えば10度)が示されている。このように、検出角度範囲RDETを比較的狭い範囲に限定することにより、CPU14の演算負荷を増大させることなく、着火時期を正確に判定することができる。   FIG. 7A shows an injection pulse INJM starting from the crank angle CAIM, and FIG. 7B shows an angle range RDET (for example, 10 degrees) for detecting the actual ignition timing CAFM. Yes. Thus, by limiting the detection angle range RDET to a relatively narrow range, it is possible to accurately determine the ignition timing without increasing the calculation load on the CPU 14.

図3に戻り、ステップS27では、着火遅れ角DCAをエンジン回転数NEを用いて、着火遅れ時間TDFMに変換し、着火遅れ時間TDFMに応じて図8に示すCETテーブルを検索し、セタン価CETを算出する。続くステップS28では、推定したセタン価CETを下記式(1)に適用し、セタン価学習値CETLRNを算出する。
CETLRN=α×CET+(1−α)×CETLRN (1)
ここで、αは0から1の間の値に設定されるなまし係数、右辺のCETLRNは、前回算出値である。
Returning to FIG. 3, in step S27, the ignition delay angle DCA is converted into the ignition delay time TDFM using the engine speed NE, the CET table shown in FIG. 8 is searched according to the ignition delay time TDFM, and the cetane number CET Is calculated. In subsequent step S28, the estimated cetane number CET is applied to the following equation (1) to calculate a cetane number learning value CETLRN.
CETLRN = α × CET + (1−α) × CETLRN (1)
Here, α is an annealing coefficient set to a value between 0 and 1, and CETLRN on the right side is a previously calculated value.

セタン価学習値CETLRNは、4つの気筒の筒内圧センサ出力をすべて用いて算出される。したがって、上記式(1)により、気筒毎に検出されるセタン価CET、及び検出タイミングが異なるセタン価CETの平均化が行われる。   The cetane number learning value CETLRN is calculated using all the in-cylinder pressure sensor outputs of the four cylinders. Therefore, the cetane number CET detected for each cylinder and the cetane number CET with different detection timings are averaged by the above equation (1).

ステップS29では、カウンタCLRNを「1」だけインクリメントし、カウンタCLRNの値が第1所定値CL1(例えば10)より小さいか否かを判別する。この答が肯定(YES)であるときは、推定されたセタン価CETのデータ数が少なすぎるので、直ちに本処理を終了する。   In step S29, the counter CLRN is incremented by “1”, and it is determined whether or not the value of the counter CLRN is smaller than a first predetermined value CL1 (for example, 10). If the answer is affirmative (YES), the estimated number of data of the cetane number CET is too small, and thus this process is immediately terminated.

ステップS30でCLRN≧CL1であるときは、さらにカウンタCLRNの値が第1所定値CL1以上でかつ第2所定値CL2(例えば70)より小さいか否かを判別する(ステップS31)。この答が肯定(YES)であるときは、学習値CETLRNを仮学習値CETLRNTとして記憶する(ステップS32)。   When CLRN ≧ CL1 in step S30, it is further determined whether or not the value of the counter CLRN is equal to or larger than a first predetermined value CL1 and smaller than a second predetermined value CL2 (for example, 70) (step S31). If this answer is affirmative (YES), the learning value CETLRN is stored as the provisional learning value CETLRNT (step S32).

ステップS31の答が否定(NO)、すなわちカウンタCLRNの値が第2所定値CL2以上であるときは、セタン価学習値CETLRNを完全学習値CETLRNCとして記憶し(ステップS33)、学習フラグFLRNを「1」に設定する(ステップS34)。   If the answer to step S31 is negative (NO), that is, if the value of the counter CLRN is equal to or greater than the second predetermined value CL2, the cetane number learning value CETLRN is stored as the complete learning value CETLRNC (step S33), and the learning flag FLRN is set to “ 1 "(step S34).

図3及び図4の処理によれば、アイドル運転状態において、所定実行条件が成立するときは、燃料噴射がシングル噴射に変更されるとともに、燃料噴射時期が進角方向に変更されるので、アイドル運転状態においてもセタン価の推定が可能となり、使用中の燃料のセタン価を迅速かつ正確に判定することができる。   3 and 4, when the predetermined execution condition is satisfied in the idle operation state, the fuel injection is changed to the single injection and the fuel injection timing is changed in the advance direction. The cetane number can be estimated even in the operating state, and the cetane number of the fuel in use can be determined quickly and accurately.

またエンジン1がアイドル状態以外の運転状態にあるときに、壁面温度TWALLが算出され、アイドル状態へ移行後は所定時間ΔTWAIT経過する毎に所定低下量ΔTだけ低減される。そして、壁面温度TWALLが所定温度TWLTHより低くなり、かつ所定実行条件が成立したとき、セタン価推定が行われる。したがって、高負荷運転状態から直ちにアイドル状態へ移行したような場合には、壁面温度TWALLが所定温度TWLTHより低くなるまで、セタン価推定は行われないので、使用中の燃料のセタン価を実際より高く推定することを防止し、正確な推定セタン価CETを算出することができる。   Further, when the engine 1 is in an operation state other than the idle state, the wall surface temperature TWALL is calculated, and is reduced by a predetermined decrease amount ΔT each time a predetermined time ΔTWAIT has elapsed after shifting to the idle state. When the wall surface temperature TWALL becomes lower than the predetermined temperature TWLTH and the predetermined execution condition is satisfied, the cetane number is estimated. Therefore, when the state immediately shifts from the high load operation state to the idle state, the cetane number is not estimated until the wall surface temperature TWALL becomes lower than the predetermined temperature TWLTH. High estimation can be prevented and an accurate estimated cetane number CET can be calculated.

さらにセタン価推定の連続実行回数が第2所定値CL2より小さく、学習値の算出が完了していないときは、仮学習値CETLRNTの更新が行われ、セタン価推定の連続実行回数が第2所定値CL2に達すると、その時点の学習値CETLRNが完全学習値CETLRNCとして記憶され、セタン価の学習が完了する。後述するように、学習が完了するまでは、仮学習値CETLRNTが燃料噴射時期などの制御に適用され、学習完了後に完全学習値CETLRNCが適用される。   Further, when the number of continuous executions of cetane number estimation is smaller than the second predetermined value CL2 and the calculation of the learning value is not completed, the temporary learning value CETLRNT is updated, and the number of continuous executions of cetane number estimation is the second predetermined value. When the value CL2 is reached, the learning value CETLRN at that time is stored as the complete learning value CETLRNC, and learning of the cetane number is completed. As will be described later, until the learning is completed, the provisional learning value CETLRNT is applied to the control of the fuel injection timing and the like, and the complete learning value CETLRNC is applied after the learning is completed.

図3及び図4の処理によれば、学習が完了するまでは仮学習値CETLRNTの更新が行われるので、セタン価学習の実行条件の成立/不成立が繰り返されるような場合でも徐々に仮学習値CETLRNTの精度を高めることができる。   According to the processing of FIGS. 3 and 4, the temporary learning value CETLRNT is updated until learning is completed. Therefore, even if the execution / non-establishment of the cetane number learning execution condition is repeated, the temporary learning value is gradually increased. The accuracy of CETLRNT can be increased.

図9は、セタン価学習値に応じた制御の切替を説明するためのフローチャートである。
ステップS41では、学習フラグFLRNが「1」であるか否かを判別し、その答が否定(NO)であって学習が完了していないときは、制御用セタン価CETCTLを、仮学習値CETLRNTに設定し(ステップS43)、ステップS44に進む。FLRN=1であって学習が完了しているときは、制御用セタン価CETCTLを、完全学習値CETLRNCに設定し(ステップS42)、ステップS44に進む。
FIG. 9 is a flowchart for explaining control switching according to the cetane number learning value.
In step S41, it is determined whether or not the learning flag FLRN is “1”. If the answer is negative (NO) and the learning is not completed, the control cetane number CETCTL is set to the temporary learning value CETLRNT. (Step S43), and the process proceeds to step S44. When FLRN = 1 and learning is completed, the control cetane number CETCTL is set to the complete learning value CETLRNC (step S42), and the process proceeds to step S44.

ステップS44では、制御用セタン価CETCTLが第1閾値CETH1(例えば44)より大きいか否かを判別する。その答が否定(NO)であるときは、低セタン価用の燃焼制御を実行する(ステップS45)。より具体的には、低セタン価用に設定された燃料噴射時期マップ及び目標排気還流量マップを用いて、燃料噴射時期制御及び排気還流量制御を実行する。   In step S44, it is determined whether or not the control cetane number CETCTL is greater than a first threshold value CETH1 (for example, 44). If the answer is negative (NO), combustion control for low cetane number is executed (step S45). More specifically, the fuel injection timing control and the exhaust gas recirculation amount control are executed using the fuel injection timing map and the target exhaust gas recirculation amount map set for the low cetane number.

ステップS44で、CETCTL>CETH1であるときは、さらに制御用セタン価CETCTLが第2閾値CETH2(例えば52)より大きいか否かを判別する(ステップS46)。その答が否定(NO)であるとき、すなわち制御用セタン価CETCTLが第1閾値CETH1より大きく第2閾値CETH2以下であるときは、中セタン価(平均的なセタン価)用の燃焼制御を実行する(ステップS47)。より具体的には、中セタン価用に設定された燃料噴射時期マップ及び目標排気還流量マップを用いて、燃料噴射時期制御及び排気還流量制御を実行する。   If CETCTL> CETH1 in step S44, it is further determined whether or not the cetane number for control CEETCTL is greater than a second threshold value CETH2 (for example, 52) (step S46). If the answer is negative (NO), that is, if the control cetane number CETLCTL is greater than the first threshold CETH1 and less than or equal to the second threshold CETH2, combustion control for medium cetane number (average cetane number) is executed. (Step S47). More specifically, the fuel injection timing control and the exhaust gas recirculation amount control are executed using the fuel injection timing map and the target exhaust gas recirculation amount map set for the medium cetane number.

ステップS46の答が肯定(YES)であるときは、高セタン価用の燃焼制御を実行する(ステップS48)。より具体的には、高セタン価用に設定された燃料噴射時期マップ及び目標排気還流量マップを用いて、燃料噴射時期制御及び排気還流量制御を実行する。   If the answer to step S46 is affirmative (YES), combustion control for high cetane number is executed (step S48). More specifically, the fuel injection timing control and the exhaust gas recirculation amount control are executed using the fuel injection timing map and the target exhaust gas recirculation amount map set for the high cetane number.

図9の処理によれば、セタン価の学習が完了する前は仮学習値CETLRNTを用いて燃焼制御が実行され、セタン価の学習完了後は完全学習値CETLRNCを用いて燃焼制御が実行される。これにより、例えば給油直後においては、学習が完了するまで前回の完全学習値あるいは予め設定された学習値を用いて制御を行うような場合に比べて、学習値と実際のセタン価との極端なずれが発生し難く、完全学習値CETLRNCが得られるまでの間においても比較的安定した制御を行うことができる。   According to the processing of FIG. 9, the combustion control is executed using the provisional learning value CETLRNT before the cetane number learning is completed, and the combustion control is executed using the complete learning value CETLRNC after the cetane number learning is completed. . Thus, for example, immediately after refueling, the learning value and the actual cetane number are more extreme than in the case where control is performed using the previous complete learning value or a preset learning value until learning is completed. It is difficult for deviation to occur, and relatively stable control can be performed until the fully learned value CETLRNC is obtained.

図10は、燃焼が不安定化していること(Pmi変動率の悪化、失火の発生)を検出し、図9の処理で選択される燃焼制御を強制的に切り替える処理のフローチャートである。
ステップS51では、エンジン1の運転状態が燃焼安定性の判定領域にあるか否かを判別する。燃焼安定性判定領域は、例えばエンジン1によって駆動される車両が80〜100km/h程度の速度で定速走行しているような状態に対応する運転領域である。ステップS51の答が否定(NO)であるときは、直ちに処理を終了する。
FIG. 10 is a flowchart of a process for detecting that the combustion is unstable (deterioration of Pmi fluctuation rate, occurrence of misfire) and forcibly switching the combustion control selected in the process of FIG.
In step S51, it is determined whether or not the operating state of the engine 1 is in the combustion stability determination region. The combustion stability determination area is an operation area corresponding to a state where the vehicle driven by the engine 1 is traveling at a constant speed at a speed of about 80 to 100 km / h, for example. If the answer to step S51 is negative (NO), the process immediately ends.

エンジン運転状態が燃焼安定性判定領域にあるときは、燃焼安定性を示す燃焼安定性パラメータを算出する(ステップS52)。燃焼安定性パラメータとしては、一般にPmi変動率(図示平均有効圧力Pmiの標準偏差)が知られているが、本実施形態では、Pmi変動率ではなく以下に説明する面積比RSを用いる。   When the engine operating state is in the combustion stability determination region, a combustion stability parameter indicating combustion stability is calculated (step S52). As the combustion stability parameter, the Pmi fluctuation rate (standard deviation of the indicated mean effective pressure Pmi) is generally known, but in this embodiment, the area ratio RS described below is used instead of the Pmi fluctuation rate.

図11(a)は、正常燃焼時の筒内圧PCYLの推移を示し、同図(b)はPmi変動率が増加し、失火が発生する直前の燃焼状態に対応する筒内圧PCYLの推移を示す。ここで、図11に右下がりのハッチングを付した圧縮行程に対応する面積を示す圧縮行程面積パラメータSCMPと、右上がりのハッチングを付した膨張行程に対応する面積を示す膨張行程面積パラメータSXPLとの比を面積比RS(=SCMP/SXPL)と定義する。この面積比RSは、燃焼状態が不安定化する(Pmi変動率が増加する)ほど、増加する傾向を示す。そこで、図10のステップS52では、面積比RSを算出する。   FIG. 11A shows the transition of the in-cylinder pressure PCYL at the time of normal combustion, and FIG. 11B shows the transition of the in-cylinder pressure PCYL corresponding to the combustion state immediately before the occurrence of misfire, with the Pmi fluctuation rate increasing. . Here, the compression stroke area parameter SCMP indicating the area corresponding to the compression stroke with the right-down hatching in FIG. 11 and the expansion stroke area parameter SXPL indicating the area corresponding to the expansion stroke with the right-up hatching are shown in FIG. The ratio is defined as an area ratio RS (= SCMP / SXPL). This area ratio RS shows a tendency to increase as the combustion state becomes unstable (the Pmi fluctuation rate increases). Therefore, in step S52 in FIG. 10, the area ratio RS is calculated.

ステップS53では、面積比RSが判定面積比RSTHを超えているか否かを判別し、この答が否定(NO)、すなわち燃焼状態が安定しているときは、直ちに本処理を終了する。
一方、面積比RSが判定面積比RSTHを越えたときは、燃焼状態が不安定(失火を含む)と判定し、現在の燃焼制御が低セタン価用の燃焼制御であるか否かを判別する(ステップS54)。この答が肯定(YES)であるときは、エンジンに何らかの異常があると判定し、警告灯を点灯する(ステップS55)。
In step S53, it is determined whether or not the area ratio RS exceeds the determination area ratio RSTH. If the answer to step S53 is negative (NO), that is, if the combustion state is stable, the process immediately ends.
On the other hand, when the area ratio RS exceeds the determination area ratio RSTH, it is determined that the combustion state is unstable (including misfire), and it is determined whether or not the current combustion control is combustion control for low cetane number. (Step S54). If the answer is affirmative (YES), it is determined that there is some abnormality in the engine, and a warning lamp is turned on (step S55).

ステップS54の答が否定(NO)であるときは、さらに現在の燃焼制御が中セタン価用の燃焼制御であるか否かを判別する(ステップS56)。この答が肯定(YES)であるときは、燃焼制御を低セタン価用の燃焼制御に強制的に切り替える(ステップS58)。   If the answer to step S54 is negative (NO), it is further determined whether or not the current combustion control is a combustion control for medium cetane number (step S56). If this answer is affirmative (YES), the combustion control is forcibly switched to the combustion control for the low cetane number (step S58).

またステップS56の答が否定(NO)、すなわち高セタン価用の燃焼制御を実行しているときは、中セタン価用の燃焼制御に強制的に切り替える(ステップS57)。   If the answer to step S56 is negative (NO), that is, if combustion control for high cetane number is being executed, the control is forcibly switched to combustion control for medium cetane number (step S57).

図10の処理によれば、燃焼の不安定化が検出されたときは、制御用セタン価CETCTLが低下したときと同様に燃焼制御が、より低セタン価の燃料に適した制御に強制的に切り替えられる。そして、低セタン価用の燃焼制御を実行しても燃焼の不安定化が解消しないときは、警告灯が点灯される。これにより、制御用セタン価CETCTLが実際の燃料のセタン価に適していないことによる燃焼状態の不安定化を迅速に解消することができる。   According to the process of FIG. 10, when combustion instability is detected, the combustion control is forced to control suitable for a fuel having a lower cetane number as in the case where the control cetane number CETCTL is decreased. Can be switched. If the combustion instability is not resolved even after executing the combustion control for the low cetane number, the warning lamp is turned on. Thereby, the instability of the combustion state due to the fact that the control cetane number CETCTL is not suitable for the actual cetane number of the fuel can be quickly eliminated.

また、面積比RSを用いてPmi変動率の増加を判定する手法によれば、筒内圧センサ2の検出精度の影響を受けない判定を行うことができる。   Further, according to the method of determining the increase in the Pmi fluctuation rate using the area ratio RS, it is possible to perform determination that is not affected by the detection accuracy of the in-cylinder pressure sensor 2.

図12は、エンジン1の冷間始動直後のエンジン冷却水温TWの推移を示すタイムチャートである。時刻t1に冷却水温TWが所定開弁水温TWTHOPNに達すると、冷却水通路に設けらたサーモスタットが開弁し、冷却水がエンジン1とラジエータ(図示せず)の間を循環し始める。その後時刻t2までの数分間はエンジン冷却水温TWがほぼ一定となるので、その間セタン価の学習が実行され、仮学習値CETLRNTが算出される。ただし、学習可能な時間が短いため完全学習値CETLRNCは得られない。   FIG. 12 is a time chart showing the transition of the engine coolant temperature TW immediately after the cold start of the engine 1. When the cooling water temperature TW reaches the predetermined valve opening water temperature TWTHOPN at time t1, the thermostat provided in the cooling water passage is opened, and the cooling water starts to circulate between the engine 1 and the radiator (not shown). Thereafter, the engine coolant temperature TW is substantially constant for several minutes until time t2, and during this time, cetane number learning is performed and a provisional learning value CETLRNT is calculated. However, since the learning time is short, the complete learning value CETLRNC cannot be obtained.

その後エンジン冷却水温TWが上昇して、時刻t3には、目標水温TWOBJに達する。以後はエンジン冷却水温TWが目標水温TWOBJに維持されるように、ラジエータ近傍に設けられたラジエータファン(図示せず)が駆動制御される。時刻t3以後の学習により、完全学習値CETLRNCが算出される。したがって、本実施形態によれば、時刻t2からt3までの間も仮学習値CETLRNTによる燃焼制御が行われ、給油直後において燃焼の不安定化あるいは粒子状物質の発生量の増加を抑制することができる。   Thereafter, the engine coolant temperature TW rises and reaches the target coolant temperature TWOBJ at time t3. Thereafter, a radiator fan (not shown) provided in the vicinity of the radiator is driven and controlled so that the engine cooling water temperature TW is maintained at the target water temperature TWOBJ. Through learning after time t3, a complete learning value CETLRNC is calculated. Therefore, according to the present embodiment, combustion control is performed using the provisional learning value CETLRNT from time t2 to time t3, and it is possible to suppress instability of combustion or increase in the amount of particulate matter generated immediately after refueling. it can.

図13は、時刻t10において、エンジン1がアイドル以外の運転状態(以下「オフアイドル運転状態」という)からアイドル運転状態に移行した場合の推定セタン価CETの推移を示すタイムチャートである。この図の実線は高負荷運転状態からアイドル状態に移行した例に対応し、破線は低負荷運転状態からアイドル状態に移行した例に対応する。この図から明らかなように、低負荷運転状態からアイドル状態に移行した場合の方が、推定セタン価CETがより早く安定化するので、例えば給油直後にアイドル運転状態がほとんど維持されないままオフアイドル運転状態に移行したような場合に、完全学習値CETLRNCを早期に得ることができる。図3のステップS16で算出される壁面温度TWALLは、エンジン負荷が高いほど高くなるため、ステップS17〜S19によって、オフアイドル状態での運転状態に応じた適切な時期(推定セタン価CETが安定する時期)に学習を開始することができる。   FIG. 13 is a time chart showing the transition of the estimated cetane number CET when the engine 1 shifts from the non-idle operating state (hereinafter referred to as “off-idle operating state”) to the idle operating state at time t10. The solid line in this figure corresponds to an example of transition from the high load operation state to the idle state, and the broken line corresponds to an example of transition from the low load operation state to the idle state. As is apparent from this figure, the estimated cetane number CET stabilizes more quickly when shifting from the low load operation state to the idle state, so that, for example, the idle operation state is hardly maintained immediately after refueling while the idle operation state is hardly maintained. When the state is shifted to the state, the complete learning value CETLRNC can be obtained early. Since the wall surface temperature TWALL calculated in step S16 in FIG. 3 increases as the engine load increases, the appropriate time (estimated cetane number CET is stabilized) according to the operation state in the off-idle state by steps S17 to S19. You can start learning at the same time.

本実施形態では、燃料噴射弁6が燃料噴射手段に相当し、筒内圧センサ2及びECU4が着火時期検出手段を構成する。またECU4がセタン価学習手段及び制御手段を構成する。具体的には、図5に示すバンドパスフィルタ部71、位相遅れ補正部72及び着火時期判定部73が着火時期検出手段の一部に相当し、図3の処理がセタン価学習手段に相当し、図9及び図10の処理が制御手段に相当する。   In this embodiment, the fuel injection valve 6 corresponds to a fuel injection means, and the in-cylinder pressure sensor 2 and the ECU 4 constitute an ignition timing detection means. The ECU 4 constitutes cetane number learning means and control means. Specifically, the band-pass filter unit 71, the phase delay correction unit 72, and the ignition timing determination unit 73 shown in FIG. 5 correspond to a part of the ignition timing detection unit, and the process of FIG. 3 corresponds to the cetane number learning unit. 9 and 10 correspond to the control means.

なお本発明は上述した実施形態に限るものではなく、種々の変形が可能である。例えば、上述した実施形態では、燃焼状態の安定性を示すパラメータとして面積比RSを用いたが、Pmi変動率を用いてもよい。
また上述した実施形態では、実着火時期CAFMは、筒内圧センサ2により検出される圧力変化率dp/dθが検出閾値DPPを超えた時点として検出するようにしたが、これに限るものではなく、熱発生率の50%位置を着火時期として判定するようにしてもよい。
The present invention is not limited to the embodiment described above, and various modifications can be made. For example, in the above-described embodiment, the area ratio RS is used as a parameter indicating the stability of the combustion state, but the Pmi variation rate may be used.
In the above-described embodiment, the actual ignition timing CAFM is detected as the time when the pressure change rate dp / dθ detected by the in-cylinder pressure sensor 2 exceeds the detection threshold value DPP, but is not limited thereto. You may make it determine 50% position of a heat release rate as ignition timing.

また本発明は、クランク軸を鉛直方向とした船外機などのような船舶推進機用エンジンなどの制御にも適用が可能である。   The present invention can also be applied to control of a marine vessel propulsion engine such as an outboard motor having a crankshaft as a vertical direction.

本発明の一実施形態にかかる内燃機関及びその制御装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the internal combustion engine and its control apparatus concerning one Embodiment of this invention. 図1に示す制御装置の一部の構成をより具体的に示す図である。FIG. 2 is a diagram more specifically showing a partial configuration of the control device shown in FIG. 1. セタン価の学習を行う処理のフローチャートである。It is a flowchart of the process which performs learning of a cetane number. セタン価の学習を行う処理のフローチャートである。It is a flowchart of the process which performs learning of a cetane number. 実着火時期CAFMを算出(検出)する着火時期算出モジュールの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the ignition timing calculation module which calculates (detects) actual ignition timing CAFM. 筒内圧センサ出力のバンドパスフィルタ処理を説明するためのタイムチャートである。It is a time chart for demonstrating the band pass filter process of an in-cylinder pressure sensor output. 着火時期の検出手法を説明するためのタイムチャートである。It is a time chart for demonstrating the detection method of ignition timing. 着火遅れ時間(TDFM)からセタン価(CET)を算出するためのテーブルを示す図である。It is a figure which shows the table for calculating a cetane number (CET) from ignition delay time (TDFM). セタン価学習値に応じた燃焼制御のフローチャートである。It is a flowchart of the combustion control according to a cetane number learning value. エンジンの燃焼状態が不安定化したことを検出して燃焼制御を切り替える処理のフローチャートである。It is a flowchart of the process which detects that the combustion state of the engine became unstable and switches combustion control. 燃焼状態を示すパラメータである面積比(RS)を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the area ratio (RS) which is a parameter which shows a combustion state. 冷間始動直後におけるエンジン冷却水温(TW)の推移を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows transition of engine cooling water temperature (TW) immediately after cold start. アイドル以外の運転状態からアイドル運転状態へ移行するときの推定セタン価(CET)の推移を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows transition of the estimation cetane number (CET) when changing from driving | running states other than an idle to an idle driving | running state.

符号の説明Explanation of symbols

1 内燃機関
2 筒内圧センサ(着火時期検出手段)
4 電子制御ユニット(着火時期検出手段、セタン価学習手段、制御手段)
6 燃料噴射弁(燃料噴射手段)
1 Internal combustion engine 2 In-cylinder pressure sensor (ignition timing detection means)
4 Electronic control unit (ignition timing detection means, cetane number learning means, control means)
6 Fuel injection valve (fuel injection means)

Claims (2)

内燃機関の燃焼室内に燃料を噴射する燃料噴射手段を備えた内燃機関の制御装置において、
前記燃料噴射手段により噴射された燃料の着火時期を検出する着火時期検出手段と、
検出される着火時期に応じて使用中の燃料のセタン価を推定し、該推定したセタン価のなまし演算を行うことにより学習値を算出するセタン価学習手段と、
前記セタン価学習手段により算出される学習値を用いて、少なくとも前記燃料噴射手段による燃料噴射時期の制御を含む前記機関の制御を行う制御手段とを備え、
前記セタン価学習手段は、前記セタン価の学習が完了するまでは、算出された学習値を仮学習値として記憶し、検出着火時期に応じた前記セタン価の連続推定回数が第1所定値に達した時点から前記仮学習値の記憶を開始し、前記セタン価の連続推定回数が前記第1所定値より大きい第2所定値に達したとき、前記学習が完了したと判定してその時点の学習値を完全学習値として記憶し、前記学習が完了するまでは前記仮学習値の更新を継続し、
前記制御手段は前記学習が完了するまでの間、前記仮学習値を用いて前記制御を行い、前記学習が完了した時点から前記完全学習値を用いて前記制御を行うことを特徴とする内燃機関の制御装置。
In a control device for an internal combustion engine comprising fuel injection means for injecting fuel into a combustion chamber of the internal combustion engine,
Ignition timing detection means for detecting the ignition timing of the fuel injected by the fuel injection means;
A cetane number learning means for estimating a cetane number of a fuel in use according to the detected ignition timing and calculating a learning value by performing a smoothing operation of the estimated cetane number ;
Control means for controlling the engine including at least control of fuel injection timing by the fuel injection means, using a learning value calculated by the cetane number learning means,
The cetane number learning means stores the calculated learning value as a provisional learning value until the learning of the cetane number is completed, and the continuous estimation number of the cetane number according to the detected ignition timing becomes a first predetermined value. The temporary learning value is stored from the time point reached, and when the number of continuous estimations of the cetane number reaches a second predetermined value greater than the first predetermined value, it is determined that the learning is completed and The learning value is stored as a complete learning value, and the temporary learning value is continuously updated until the learning is completed,
The internal combustion engine, wherein the control means performs the control using the provisional learning value until the learning is completed, and performs the control using the complete learning value from the time when the learning is completed. Control device.
前記セタン価の学習は、給油直後において前記機関がアイドル運転状態にあるときに前記燃料噴射手段による燃料噴射の態様を変更して実行され、前記学習完了後は、次に給油が行われるまで前記セタン価の学習を行わないことを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の制御装置。   The learning of the cetane number is performed by changing the mode of fuel injection by the fuel injection means when the engine is in an idle operation state immediately after refueling, and after completion of the learning, the learning is performed until the next refueling is performed. The control device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein learning of the cetane number is not performed.
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